GPS技术设计说明书

GPS技术设计说明书——章贡区E级GPS网观测技术设计
1.项目概要
委托单位名称：章贡区人民政府委托
测绘任务要求：为了满足章贡区第二次土地资源详查工作的需要，章贡区人民政府委
托我校在中心城区进行测量，测制1：500数字化地籍图近50平方公里，具体范围由章贡区
土管局圈定；双方于2011年4月8日签订了测绘合同，要求在2011年12月底完成。

为完
成本次测图任务需要布设一控制网，要求1个月内完成。

2、测区概况简述；
章贡区位于江西省南部、赣州市中偏西北部，北纬25°40′16″～25°58′56″、东经114°46′44″～115°3′40″间。

东、南、北与赣县接壤，西与南康市、赣州经济技术开发区相邻，总面积 375.52平方千米。

2009年底，辖水东、水南、水西、沙石、沙河5个镇和赣江、解放、南外、东外4个街道办事处，共 57个行政村，48个街道社区居民委员会和 10个镇辖居民委员会。

3、已有资料的来源及分析、利用论证（依资料编写）；
1、有等级控制点：①测区附近有国家二等三角点：3个，经检测精度符合要求后可做为四
等平面控制的起算点使用。

②测区附近有国家Ⅱ等水准点2个，经检测精度符合要求后可做
为四等水准的起算点使用。

2、2010年卫星遥感图可作为测区的设计、工作计划用图。

4、坐标系统的选择及处理方法的论证，起始数据的数量和处理；
GPS单点定位的坐标以及相对中解算的基线向量属于WGS-84大地坐标，而章贡区选择的
是北京54坐标系统。

GPS测量结果要通过坐标转换，利用测区原有的资料：“测区附近的
国家二等三角点3个（经检测精度符合要求后可做为四等平面控制的起算点使用），测区附
近有国家Ⅱ等水准点2个（经检测精度符合要求后可做为四等水准的起算点使用）”。

通过
控制网的联测这3个平面控制点和2个高程水准点。

在利用已知重合点的三维直角坐标将
GPS点的WGS-84坐标转换为国家坐标系（北京1954）中的坐标。

5、GPS网点的图形及基本连接方法；GPS网结构特征的测算，点位布设图的绘制；
一、GPS基线向量网的图形设计
1、图形设计的原则
网的图形设计主要是取决于工程的具体要求，但是同时必须考虑经费、时间和人力的
消耗以及接收机数量和后勤保障条件等，在满足精度要求的前提下将消耗减至最低。

具体而言，通常要遵循下列原则：
（1）GPS网应尽量采用独立观测边构成闭合图形，如三角形、多边形或附合线路，这
样来增加检核条件以提高网的可靠性。

（2）观测站点网点应尽量与原有的地面控制网点相重合，重合点一般不应少于3个（不足时应联测），且在网中应分布均匀，以利于可靠地确定GPS网与地面网之间的转换系数。

同时亦应考虑与水准点相重合，而非重合点应根据要求以水准测量方法（或相当精度的方法）进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点，以提高高程测量的精度。

（3）观测站点一般应设在视野开阔和交通便利的地方以利于观测及水准联测，同时为了便于与经典方法联测或扩展，必须考虑在GPS网点附近布设一些通视良好的方位点，以建立联测方向。

方位点与观测站的距离，一般应大于300m。

2、基本图形的选择
根据GPS网的测量的不同用途，GPS网的独立观测边，应构成一定的几何图形，图形的基本形式如下：
（1）三角形网
GPS网中的三角形边由独立观测边组成。

根据经典测量可知，这种图形的几何图形几何结构强，具有良好的自检能力，能够有效的发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。

同时，经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。

但其观测工作量较大，尤其当接收机数量较少时，将使观测工作的总时间大为延长，因此通常只有当网的精度和可靠性要求较高，接收机数目在三台以上时，才单独采用这种图形，如下图所示：
（2）环形网
环形网是由若干含有多条独立观测边的闭合环组成的网，这种图形与经典测量中的导线相似，图形的结构比三角形稍差。

此时闭合环中所含基线边的数量决定了网的自检能力和可靠性。

如下图所示：
一般来说，闭合环中包含的基线边不能超过一定的数量。

根据GB/T18314-2001全球定位系统（GPS）观测规范，对闭合环中基线的边数有以下限制：
闭合环中基线边边数的限值
级别 C D E
闭合环或附合路线的边数≤6 ≤8 ≤10 环形网的优点是观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性，其缺点主要是，非直接观测的基线边（或间接边）精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。

作为环形网特例，在实际工作中还可以按照网的用途和实际情况，采用所谓附合线路。

这种附合线路与经典测量中的附合导线相似。

采用这种图形的条件是，附合线路两端点间的已知基线向量，必须具有较高的精度，另外，附合线路所包含的基线边数，也不能超过一定的限制。

6、技术依据及作业方法，主要是为保证网设计能够付诸实施并达到预期目的而采取的有关技术措施；其主要包括有：执行的规范、标石图并注明规格、材料及埋设方法；仪器的选择及检验项目要求、观测纲要、数据处理等方案。

1、GPS控制网选点
为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量要求，测站上空应尽可能的开阔，在高度截止角以上不能有成片的障碍物；
为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有大功率无线发射源（如电视台、电台、微波站等）；在50m内不能有高压输点线和微波无线点信号传递通道。

为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号发射强烈的地形地物，如高层建筑、成片水域等；
为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方；
测站还应选择在易于保存的地方。

选点结束后，应在实地绘制点之记，具体要求见《全球定位系统（GPS）测量规范》。

2、GPS控制点埋石图及材料及埋设方法：
A.2.4 三等导线/三角形网/GPS平面控制点标石埋设规格应符合图
图A.2.4 三等及以上导线/三角形网/GPS平面控制点点标石埋设图（单位：mm）
注：1－盖；2－土面；3－砖；4－素土；5－冻土；6－贫混凝土
控制点做好以后要做好点之记，然后把材料一起保存起来。

2、GPS基准网
（1）GPS控制网作用：用于对国家土地的二调做基准。

还可以为以后章贡区各种测图和工程建设等工作提供坐标。

（2）GPS基准网点位布设
要根据章贡区土地二调的实际情况，在测区内均匀的布设GPS控制点，控制点要与基准点联测。

以江西理工大学本部、西校区、应科院为三大校区，每个校区必须布设一个以上的GPS基准点，以便以后学校方便使用。

其余周边地方可以视情况布设基准点。

3、GPS接收机
（1）用于GPS控制网观测的GPS接收机必须符合GPS规范要求的双频机，其标准精度优于5mm。

（2）为了便于观测、提高精度和可靠性，采用3台GPS接收机参加同步环的观测。

（3）对于用于观测的水准仪及GPS接收机都必须进行全面的检测，各项标准应符合要求。

4、观测纲要
（1）GPS控制点应观测1.5小时以上；采样的间隔为15s,高度截止角为15度。

（2）观测期间不能周围使用手机、电台等。

（3）在整个控制网范围内，选3个国家大地控制点，与GPS控制点同步观测，以便将GPS 控制点的坐标转换为1954北京坐标系。